本发明涉及半导体,尤其涉及一种具备不同粗化程度表面的微显示器件及其制备方法。
背景技术:
1、微显示器件(micro led)是ar(增强现实)/vr(虚拟现实)等设备的核心芯片,相较于lcos(硅基液晶)和oled(有机发光二极管)等技术,micro led因其高分辨率、低功耗、高亮度、长寿命等优势,被视为最佳解决方案。为满足ar/vr中芯片小型化、高分辨率、高亮度等要求,si基gan(氮化镓)外延结构与coms晶圆级键合成为一种较为优选的技术方案。
2、光电转化效率是评价micro led等电致发光器件性能的重要参数,其主要由内量子效率和光提取效率决定。其中,内量子效率主要由micro led的外延生长技术和外延材料特性所决定,如采用gan外延材料制成的led芯片内量子效率目前可达到90%以上,已接近理论极限,提升空间十分有限;而光提取效率主要由芯片表面特性和结构决定,外延材料的折射率与界面介质的折射率存在较大差异,根据菲涅尔损耗效应和全反射定律,某些角度范围内的光子在外延和界面介质的分界面处被全反射回半导体内,这极大限制了器件光提取效率,目前micro led芯片的光提取效率在10%~60%不等,有较大提升空间。表面粗化可使发光单元表面粗糙,通过增加发光单元表面对光的散射作用增强出光,被认为是提升光提取效率的有效方法。
3、然而在使用干法或湿法,对微显示器件的粗化过程中,常常会对外延层表面造成轻微晶格损伤、晶格元素占位变化等异常,这种情况下共阴极层与具有粗化结构的外延层直接接触,容易引起二者间的欧姆接触变差,即导致表面接触电阻增加,进而导致器件电压升高,不利于最终光电转化效率的提升。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种具备不同粗化程度表面的微显示器件及其制备方法,其可以与共阴极层形成良好的欧姆接触,从而提升器件的光电转化效率。
2、为实现上述发明目的,本发明提出如下技术方案:
3、一方面,提供了一种具备不同粗化程度表面的微显示器件,所述微显示器件,包括:
4、驱动晶圆;
5、显示模组,所述显示模组包括设于所述驱动晶圆上,所述显示模组包括至少一个像素单元,所述像素单元远离所述驱动晶圆的一面为外延层表面,所述外延层表面包括具备第一粗化程度的第一部分表面、以及具备第二粗化程度的第二部分表面,所述第一部分表面、所述第二部分表面之上覆设有连续的共阴极层;
6、其中,所述第一粗化程度大于所述第二粗化程度。
7、在一种可能的实现方式中,所述第一部分表面位于所述外延层表面的边缘部分;
8、所述第二部分表面位于所述外延层表面的中间部分。
9、在一种可能的实现方式中,所述第一部分表面对应的图案包括如下中的任意一种:
10、圆形、方形及异形图案。
11、在一种可能的实现方式中,部分的所述第一部分表面与所述共阴极层之间,设置有第一部分钝化层。
12、在一种可能的实现方式中,所述共阴极层与所述像素单元的侧壁之间,设置有第二部分钝化层,所述第一部分钝化层与所述第二部分钝化层相连接。
13、在一种可能的实现方式中,所述第二部分表面占所述外延层表面的面积占比在15%~25%之间。
14、在一种可能的实现方式中,所述第一部分表面对应的粗化晶胞尺寸在600nm-1000nm之间。
15、在一种可能的实现方式中,所述第二部分表面对应的粗化晶胞尺寸在0nm-100nm之间。
16、另一方面,还提供了一种微显示器件的制备方法,所述方法用于制备如上述方面所示的微显示器件,所述方法包括:
17、准备驱动晶圆;
18、在所述驱动晶圆上制备至少一个像素单元,所述像素单元远离所述驱动晶圆的一面为外延层表面;
19、对所述像素单元的所述外延层表面进行粗化,形成具备第一粗化程度的第一部分表面、以及具备第二粗化程度的第二部分表面,所述第一粗化程度大于所述第二粗化程度;
20、在所述第一部分表面、所述第二部分表面之上覆设连续的共阴极层。
21、在一种可能的实现方式中,所述对所述像素单元的所述外延层表面进行粗化,形成具备第一粗化程度的第一部分表面、以及具备第二粗化程度的第二部分表面,包括:
22、对所述外延层表面进行第一次粗化,将所述外延层表面粗化为第二粗化程度;
23、对所述外延层表面中的第一部分表面进行第二次粗化,将所述第一部分表面粗化为第一粗化程度,所述外延层表面中除第一部分表面之外的部分表面为所述第二部分表面。
24、在一种可能的实现方式中,所述对所述外延层表面进行第一次粗化,将所述外延层表面粗化为第二粗化程度,包括:
25、对所述外延层表面进行干法粗化或湿法粗化,将所述像素单元的表面粗化为第二粗化程度。
26、在一种可能的实现方式中,所述对所述外延层表面中的第一部分表面进行第二次粗化,将所述第一部分表面粗化为第一粗化程度,包括:
27、在所述第二部分表面之上进行对应的图案化掩膜,形成掩膜层;
28、对剩余的所述第一部分表面进行干法粗化或湿法粗化,将所述第一部分表面粗化为第一粗化程度;
29、去除所述掩膜层。
30、在一种可能的实现方式中,在制备所述共阴极层之前,所述方法还包括:
31、对所述像素单元的表面进行绝缘介质沉积,形成贴设于所述像素单元的侧壁的第二部分钝化层,及所述像素单元的部分上表面之上的第一部分钝化层。
32、在一种可能的实现方式中,所述对所述像素单元的所述外延层表面进行粗化,形成具备第一粗化程度的第一部分表面、以及具备第二粗化程度的第二部分表面,包括:
33、对所述外延层表面中的第一部分表面进行粗化,将所述第一部分表面粗化为第一粗化程度,剩余的所述第二部分表面未经粗化对应于第二粗化程度。
34、在一种可能的实现方式中,所述对所述外延层表面中的第一部分表面进行粗化,将所述第一部分表面粗化为第一粗化程度,包括:
35、在所述第二部分表面之上进行对应的图案化掩膜,形成掩膜层;
36、对剩余的所述第一部分表面进行干法粗化或湿法粗化,将所述第一部分表面粗化为第一粗化程度;
37、去除所述掩膜层。
38、与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
39、提供了一种具备不同粗化程度表面的微显示器件,其在驱动晶圆上制备像素单元,像素单元的外延层表面采用非整面粗化设计,其进一步划分为第一部分表面、第二部分表面,第一部分表面的粗化程度大于第二部分表面的粗化程度,这两部分表面进一步与共阴极层形成欧姆接触,相较于对外延层进行整面同样程度的粗化的方案,可以通过粗化程度较轻的这一部分外延层表面,与共阴极层形成良好的欧姆接触。
40、进一步的,将粗化程度较高的第一部分表面设置在外延层表面的边缘区域,粗化程度较低的第二部分表面设置在中间区域,此种设计下的外延层表面与共阴极层接触,可以使电流尽可能从像素中心传导,从而减少边缘部分的亮度损失,使亮度提升;以及保障每个像素出光集中在中间区域,优化光串扰问题;以及减少边缘非辐射复合发光,减小半波宽,提升发光纯度;以及避免电流聚集在边缘,提升器件使用寿命。
1.一种具备不同粗化程度表面的微显示器件,其特征在于,所述微显示器件,包括:
2.根据权利要求1所述的微显示器件,其特征在于,
3.根据权利要求2所述的微显示器件,其特征在于,所述第一部分表面对应的图案包括如下中的任意一种:
4.根据权利要求2所述的微显示器件,其特征在于,
5.根据权利要求4所述的微显示器件,其特征在于,
6.根据权利要求1所述的微显示器件,其特征在于,
7.根据权利要求1所述的微显示器件,其特征在于,
8.根据权利要求1所述的微显示器件,其特征在于,
9.一种微显示器件的制备方法,其特征在于,所述方法用于制备如权利要求1至8任一项所述的微显示器件,所述方法包括:
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述对所述像素单元的所述外延层表面进行粗化,形成具备第一粗化程度的第一部分表面、以及具备第二粗化程度的第二部分表面,包括:
11.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,所述对所述外延层表面进行第一次粗化,将所述外延层表面粗化为第二粗化程度,包括:
12.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,所述对所述外延层表面中的第一部分表面进行第二次粗化,将所述第一部分表面粗化为第一粗化程度,包括:
13.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述对所述像素单元的所述外延层表面进行粗化,形成具备第一粗化程度的第一部分表面、以及具备第二粗化程度的第二部分表面,包括:
14.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,所述对所述外延层表面中的第一部分表面进行粗化,将所述第一部分表面粗化为第一粗化程度,包括:
15.根据权利要求9所示的方法,其特征在于,在制备所述共阴极层之前,所述方法还包括: